中山大学操作系统原理卷试题答案

2008操作系统A卷参考答案
班级姓名学号成绩
一、术语解释（5个，共20分）
1、内核：实现操作系统的最基本功能、常驻内容并要求CPU在核心态方式
下运行的代码和相关数据结构。

2、信号量：操作系统内容定义和管理的一种特殊数据结构，提供了初始化、
增值和减值等操作供进程调用，以实现进程互斥或同步。

3、临界区：两个或多个进程中，对应的程序中各存在一段访问共享数据的
代码块，设为CS1、CS2、。

，这些代码块中，若有某个进程执行其
中一个(设CSi），则其它进程执行其它相应代码块只能在CSi完成后才
能开妈执行。

具有这种要求的代码块称为临界区
4、线程：进程中的一个独立的调度执行单位。

多线程技术中，同一进程中
可以有多个独立的调度执行单位，并且可以并发执行。

5、逻辑地址：程序设计员在程序中使用的地址。

二、简答题（5题，共30分）
6、系统调用的过程中，控制的转移步骤如何
答：CPU控制权在用户态的进程中，进程执行陷入或软中断指令硬件执行中断响应动作进入内核，CPU控制权在核心态的操作系统内核代码中，执行系统调用服务程序,并可能进行进程调度，选择下一个可运行的进程恢复可运行进程的上下文 CPU控制权又交给在用户态的进程，
7、与层次结构比较，微内核结构的主要优缺点是什么
答：优点有接口一致性、系统安全性高、功能扩展灵活性、可移植性高、适用于分布式环境。

缺点是效率较低。

8、与多进程技术相比，多线程技术有哪些优点
答：同一进程的多个线程共享进程的资源，因此与进程相比，线程占用的资源极少；创建/撤消线程更快；同一进程的多个线程同属一个地址空间，可以使用共享变量直接通信；用户级线程还不需内核管理，减少了内核的开销。

9、用Test_And_Set指令如何实现互斥
10、文件打开过程主要工作及步骤
答：1搜索文件目录，以获取该文件控制信息；2 检查操作权限；3 分配活动文件表的表项和打开文件表的表项，填入相应的文件控制信息；分配必要的缓冲区；4 返回打开文件表的表项指针（文件句柄），供进程以后读写文件。

三、应用分析题（共4题，共40分）
11、（10分）k读者-写者问题：有一个文件F被多个进程读取或修改，其
中一批进程只读取F，另一些进程只修改F。

为了保证系统响应时间，规
定最多只能有k个进程同时操作F。

试用信号量及P、V操作实现读者与
写者的同步。

答：
…
Semaphore wr=1;
Semaphore rd=k;;
Semaphore mutex=1;
int readercounter=0;
…
/* 读者进程的程序 */
Reader() {
While (1) {
P(mutex);
readcounter++;
if (readercounter=1) P(wrt);
V(mutex);
P(rd);
fd=Open(F,’r’)
read(fd,buf,size);
close(fd);
V(rd);
P(mutex);
Readcounter--;
if (readercounter=0) V(wrt);
V(mutex);
}
…
/* 读者进程的程序 */
writer() {
while (1) {
P(wrt);
fd=Open(F,’w’)
buf=make_new_data_string();
write(fd,buf,size);
close(fd);
V(wrt);
}
…
12、（10分）某应用系统中有文件F1、F2、F3、F4、F5，二个进程A、B分
别修改其中的一些文件。

进程A反复执行一段程序，这段程序先后修改F3、F1、F2；进程B反复执行另一段程序，这段程序先后修改F1、F3、F5。

对文件修改操作之前，要独占方式打开文件，被独占打开的文件必须在其关闭后才可以被再次打开。

分析这些进程是否会产生死，并给出一种解决死锁的方案。

1可能产生死锁，例如：
A顺序地打开F3、F1、F2，而B打开F1、F3、F5
A顺序地打开F3、F1、F2，而B打开F5、F1、F3
A顺序地打开F3、F1、F2，而B打开F1、F5、F3。

2 可用资源按序分配法解决。

即A或B打开文件严格按文件序号递增顺序。

例如
A顺序地打开F1、F2、F3，而B打开F1、F3、F5
A顺序地打开F1、F2、F3，而B打开F1、F2、F5
A顺序地打开F1、F2、F3，而B打开F2、F3、F5。

13、（10分）某页式管理的OS中，计算机硬件系统的支持24位的逻辑地址，
计算机的内存为1M字节。

若页的大小为1024字节。

(1)计算页号范围、页内偏移量和页框号(块号)范围；
答：页号：0~214-1
页内偏移量：0~1023
页框号(块号)范围：0~1023；
(2)说明如何根据逻辑地址0x033FFF计算页号和页内偏移量。

答：0x033FFF的二进制：0000 0011 0011 1111 1111 1111
前14位为页号，即207
后10位为页内偏移量，即1023
14、（10分）根据某UNIX系统的文件目录描述的部分数据块内容，回答
--------- ADC-------WEQ
| |
| +----WES
| |
| +----DGF
| |
| +----GGH
|
+---- DRT
|
+---- EWQ--------RTY
|
+---- ERT----------DFG ---------------DFF
| |
| +------ GHH
+----GHJ
|
+----RTF------------------AAC
|
+--------ART
|
+--------EEQ|
|
+--------WRT|
(2)给出i_node #0，#2，#3，#4，#5中的索引表的首项数值（即首块块号）；
i_结点0的索引表的首项数值:573#
i_结点2的索引表的首项数值:873#
i_结点35的索引表的首项数值:273#
i_结点4的索引表的首项数值:773#
i_结点5的索引表的首项数值:973#
(3)给出数据块中x1, x2, x3, y1, y2, y3, y4的值（即i_node号）。

0，0，0，35，2，5，5
四、编程（1题，共10分）
15、编写一个程序，在其运行期间创建2个线程，分别负责统计同一输
入字符串中字母A和B出现的次数。

08 c班
第一章忽略
第二章概念
第三章重点内容覆盖全章
第四章
第五章很重要有应用题
第六章死锁银行家算法忽略
第七章仅是个介绍
第八章有应用题替换策略和过程
第九章分类特征和进程结合起来的分析涉及1，2 个
第十章很少很少
第十一章
第十二章好好看下。